一种亚麻粗纱生物脱胶方法 |
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| 申请号 | CN201511025634.3 | 申请日 | 2015-12-31 | 公开(公告)号 | CN105463861A | 公开(公告)日 | 2016-04-06 |
| 申请人 | 华中科技大学; 湖北精华纺织集团有限公司; | 发明人 | 余龙江; 舒潼; 彭咏絮; 金文闻; 李为; 杨玉珍; 周蓬蓬; 胡振华; 胡振亚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种亚麻粗纱 生物 脱胶方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将 发酵 获得的脱胶菌液过滤获得含粗酶的清液和浓缩菌液，将浓缩菌液回收，加入新的二号培养基进行循环发酵；(2)将步骤(1)中获得的含粗酶的清液加入到 水 浸泡的亚麻粗纱中，使得含粗酶的清液和水的体积比在1:10至1:5之间，进行脱胶3～6h，获得亚麻脱胶液；(3)将步骤(2)中获得的亚麻脱胶液滤除杂菌后添加到步骤(1)中的发酵体系中作为营养物质供脱胶菌利用并产酶。本发明大大减少了 废水 量以及废 水处理 难度，既环保节能又降低了生产成本，且脱胶效果好，生产的亚麻纱超过国家优等品标准。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种亚麻粗纱生物脱胶方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种亚麻粗纱生物脱胶方法技术领域[0001] 本发明属于生物技术领域，更具体地，涉及一种亚麻粗纱生物脱胶方法。 背景技术[0002] 亚麻(Linum usitatissimum)，是一年生草本植物，起源于近东、地中海沿岸，广泛种植于欧亚大陆，属于被子植物门、双子叶植物纲、牻牛儿目、亚麻科、亚麻属植物。亚麻纤维被誉为“纤维皇后”，是人类最早使用的天然纤维，早在一万年前，古埃及人就已经开始种植亚麻。亚麻纤维具有吸湿透气、抗菌保健、挺括大方、生态环保、冬暖夏凉等众多优势特性，随着人们生活水平的提高，对织物舒适度及品质的要求越来越高，亚麻纤维制品将会有十分广阔的市场。 [0003] 目前，亚麻纺纱一般采用湿纺形式，但由于亚麻粗纱中含有较多胶质成分，致使纤维分离程度较差，可纺性差。为了提高其可纺性，在生产中往往对粗纱进行化学煮练，去除部分果胶、半纤维素、木质素等胶质，使粗纱中的纤维束分裂成较细的纤维，从而提高纤维的分裂度，以便加工成高支纱及高档产品。化学煮练过程用到了大量的碱及氧化剂，且煮练需在高温(90℃以上)下进行，这种方法能耗高、用水量大、污染严重，并且会损伤亚麻纤维，降低纤维品质。当今世界，能源紧张，环境污染严重，随着人们对可持续发展的日益重视，纺织行业的绿色加工也越来越受到关注。 [0004] 近年来，为了减少或根治化学脱胶造成的污染，人们探索研究了生物脱胶，包括酶法脱胶和微生物脱胶的方式来生产亚麻纤维。 [0005] 刘晓兰等在CN 101074433A号专利中，公开了一种由黑曲霉产生的脱胶酶及其在亚麻脱胶中的应用的发明。以麸皮、豆粕、硫酸铵和硫酸钠为培养基，进行固体发酵后用天然水静止浸提粗酶液，用于亚麻脱胶。所选的黑曲霉具有产酶量大、酶系齐全、无毒，且培养条件粗放等优点，可提高精干麻的制成率和精梳梳成率，细纱品质指标显著提高，降低了生产成本，减轻了污染。但是，所选的黑曲霉活化时间长(需4～5天)，发酵产酶周期长(需72h)，生产周期过长，工业大规模生产应用成本很高。 [0006] 吕家华等在申请号为CN 102206874A的专利中，公开了一种亚麻脱胶的酶制剂，将果胶酶和半纤维素酶进行复配，得到混合酶液，用于亚麻脱胶。所选木聚糖酶活力为2000U/ml～50000U/ml、甘露聚糖酶活力为3000U/ml～50000U/ml、葡聚糖酶活力为2000U/ml～50000U/ml，碱性果胶酶活力为50～5000U/ml，亚麻与水浴比为1:10～15，pH8.5～9.5，温度 20℃～55℃，脱胶30～80h，生产的亚麻纤维强度高，制成率高，但商品酶售价高，用量大，酶活性不稳定，且难以重复使用，进行工业化推广应用较难。 [0007] 赵丹等在申请号为CN 104928763A的发明专利中，公开了一种亚麻脱胶液及其制备方法，脱胶液由地衣芽孢杆菌HDYM-03在魔芋粉液体培养基中发酵后离心取上清液制备而成，魔芋粉培养基由魔芋粉、酵母膏和蒸馏水制成，制备的亚麻脱胶液脱胶时间短、脱胶彻底、残胶率低、纤维素得率高且强度高。但菌种发酵时间长(48h)，且需要用到大型离心机等设备，生产周期过长、设备要求偏高，难以进行工业化生产应用。 [0008] 以上现有技术存在的问题一方面在于生物脱胶所用菌株活化、扩增以及发酵环节时间较长；另一方面，脱胶废水量大且难处理。目前，真正用于工业生产的生物脱胶技术尚不成熟，还需要进一步研究，不断改进。 发明内容[0009] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种亚麻粗纱的生物脱胶方法，其目的在于通过将脱胶菌种利用亚麻脱胶液循环发酵产酶，由此解决现有技术脱胶废水量大难处理、菌种活化、扩增以及发酵时间长、脱胶成本高等技术问题。 [0010] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种亚麻粗纱生物脱胶方法，包括以下步骤： [0011] (1)将发酵获得的脱胶菌液过滤获得含粗酶的清液和浓缩菌液，将浓缩菌液回收，加入新的二号培养基进行循环发酵； [0012] (2)将步骤(1)中获得的含粗酶的清液加入到水浸泡的亚麻粗纱中，使得含粗酶的清液和水的体积比在1:10至1:5之间，进行脱胶3～6h，获得亚麻脱胶液； [0013] (3)将步骤(3)中获得的亚麻脱胶液滤除杂菌后添加到步骤(1)中的发酵体系中。 [0014] 优选地，所述生物脱胶方法，其所述脱胶菌为芽孢杆菌Bacillus sp.HG-28。 [0015] 优选地，所述生物脱胶方法，其所述脱胶菌液按照如下方法活化培养：将所述脱胶菌在一号培养基中活化，活化后的菌液按1％～5％接种量接种到一号培养基中进行培养，得到种子液，培养条件为：32～38℃、pH 7.0～7.5、和150～200r/min转速，培养时间4～8h。 [0016] 优选地，所述生物脱胶方法，其所述种子液按照如下方法进行扩大培养：将所述种子液按1％～5％的接种量接种到一号培养基中，于32～38℃、pH7.0～7.5、100～150r/min转速和1～3m3/h通气量的条件下培养3～6h。 [0017] 优选地，所述生物脱胶方法，其所述一号培养基包括：10g/L的蛋白胨、5g/L的酵母浸粉、以及10g/L的NaCl，其初始pH值为7.0～7.5。 [0018] 优选地，所述生物脱胶方法，其所述脱胶菌液按照如下方法获得：将脱胶菌的种子菌液按2.5％～8％的接种量接种到二号培养基，于32～38℃、pH7.0～7.5、60～100r/min和3～10m3/h通气量的条件下培养4～8h，获得脱胶菌液。 [0019] 优选地，所述生物脱胶方法，其所述二号培养基包括：5～20g/L的黄豆粕粉、5～15g/L的麸皮、10～50g/L的亚麻韧皮粉、0～5g/L的NaCl、0～0.1g/L的K2HPO4、以及0～0.1g/L的(NH4)2SO4，其初始pH值为6.8～7.7。 [0020] 优选地，所述生物脱胶方法，其对于未脱胶亚麻粗纱重复步骤(1)至(3)2～4次。 [0021] 优选地，所述生物脱胶方法，其所述脱胶菌液用于2～8批次的亚麻粗纱脱胶。 [0022] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果： [0023] 本发明提供的亚麻粗纱生物脱胶方法，由于脱胶酶液进行了多次循环利用，且脱下的胶质部分被脱胶菌种作为营养物质利用并产脱胶酶，因此大大减少了废水量以及废水处理难度，既环保节能又降低了生产成本，且脱胶效果好，生产的亚麻纱超过国家优等品标准(FZ32001-2009)。 具体实施方式[0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。 [0025] 本发明提供的亚麻粗纱生物脱胶方法包括如下步骤： [0026] S1、脱胶菌种的活化培养：以芽孢杆菌Bacillus sp.HG-28作为菌种，在一号培养基中活化，活化后的菌液按1％～5％接种量接种到装有200～400ml一号培养基的1L摇瓶中进行培养得到种子液，培养条件为：32～38℃，pH 7.0～7.5，150～200r/min转速，培养时间4～8h。其中，所述的一号培养基包括：10g/L的蛋白胨、5g/L的酵母浸粉、10g/L的NaCl。与水混合、定容后，调节初始pH值为7.0～7.5。 [0027] S2、种子液扩大培养：将S1所得种子液按1％～5％的接种量接种到50L发酵罐中，发酵罐中盛放灭菌的35L一号培养基，于32～38℃，pH7.0～7.5，100～150r/min转速和1～3m3/h通气量的条件下培养3～6h，获得种子菌液。 [0028] S3、发酵产酶：将S2所得种子菌液按2.5％～8％的接种量接种到1吨发酵罐中，发酵罐中装有事先灭过菌的500～800L二号培养基，于32～38℃，pH7.0～7.5，60～100r/min和3～10m3/h通气量的条件下培养4～8h，获得脱胶菌液。所述的二号培养基包括：5～20g/L的黄豆粕粉、5～15g/L的麸皮、10～50g/L的亚麻韧皮粉、0～5g/L的NaCl、0～0.1g/L的K2HPO4、0～0.1g/L的(NH4)2SO4。与水混合、定容后，调节初始pH值为6.8～7.7。 [0029] S4、生物脱胶：(1)将S3步骤产生的脱胶菌液经与发酵罐耦联的微滤装置过滤，分别得到含粗酶的清液和浓缩菌液，其中，浓缩的菌液由管道系统直接返回到发酵罐中，并补充新鲜培养基继续发酵产酶；(2)然后将上述过滤得到的含粗酶的清液经管道送入事先装有水浸泡的亚麻粗纱的开放式脱胶槽中进行脱胶3～6h，使得含粗酶的清液和水的体积比在1:10至1:5之间；(3)在脱胶过程中，将部分亚麻脱胶液经与脱胶槽耦联的另一个微滤装置过滤除去杂菌后，得到的滤液经管道直接送入上述发酵罐中作为营养物供菌体生长和继续发酵产酶3～6h，并适当补充占发酵体系总体积20％至25％的新鲜培养基，促进发酵；(4)重复进行上述步骤2～4次，完成第一批次亚麻粗纱生物脱胶。 [0030] 取出已脱胶的亚麻粗纱，再将新一批未脱胶的亚麻粗纱浸入含有脱胶酶液的原脱胶槽中，重复进行上述步骤，完成新一批次的亚麻粗纱生物脱胶。待完成2～8批次新的亚麻粗纱生物脱胶后，排空并清洗发酵罐及脱胶槽系统，重复开始新一轮的发酵及生物脱胶过程。 [0031] 由于脱胶酶液进行了多次循环利用，且脱下的酶解物部分被脱胶菌种作为营养物质利用且产脱胶酶，因此，大大减少了废水排放量和废水COD，减轻废水处理难度，且显著降低生产成本。 [0032] 本发明采用的二号培养基，其中添加有亚麻韧皮粉，既可作为营养物质供菌种生长繁殖，又可刺激菌种产脱胶酶用于亚麻粗纱脱胶。 [0033] 以下为实施例： [0034] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本发明使用的芽孢杆菌Bacillus sp.HG-28，已于2013年7月2号提交给中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC，地址在中国湖北省武汉市武汉大学)保藏，保藏编号为CCTCC No:M 2013308。 [0035] 实施例1 [0036] S1、脱胶菌种活化培养步骤：将保存在-80℃冰箱的芽孢杆菌Bacillus sp.HG-28的EP管移至室温下保持5min，然后将菌液按1％的接种量接种到装有20ml一号培养基的100ml锥形瓶中，在32℃的温度下，保持150r/min的转速，于摇床上培养5h，得到菌液A；将菌液A按1％接种量接种到装有200ml一号培养基的1L锥形瓶中，在32℃的温度下，保持150r/min的转速，于摇床上培养4h，得到菌液B；一号培养基配方是：单位体积的水中混合有10g/L的蛋白胨、5g/L的酵母浸粉与10g/L的NaCl，并调节初始pH值为7.0。 [0037] S2、种子液扩大培养步骤：将菌液B即种子液按1％的接种量接种到盛放灭菌的35L一号培养基的50L发酵罐中，于32℃，pH 7.0，100r/min转速和1m3/h通气量的条件下培养3h，得到种子菌液。 [0038] S3、发酵产酶：将种子菌液按2.5％的接种量接种到装有事先灭过菌的500L二号培养基的1吨发酵罐中，并添加亚麻韧皮粉5kg，于32℃，pH7.0，60r/min和3m3/h通气量的条件下培养4h，得到发酵液D。其中，二号培养基的配方是：5g/L的黄豆粕粉、5g/L的麸皮、以及10g/L的亚麻韧皮粉，调节初始pH值为6.8。 [0039] S4、生物脱胶：(1)将发酵液D即脱胶菌液经与发酵罐耦联的微滤装置过滤，分别得到含粗酶的清液和浓缩的菌液，浓缩的菌液经管道直接返回到发酵罐中，补充新鲜的灭过菌的二号培养基至500L继续发酵产酶3h；(2)然后将上述过滤得到的含脱胶酶的清液经管道送入事先装有水浸泡的亚麻粗纱的开放式脱胶槽中进行脱胶3h，使得含粗酶的清液和水的体积比为1:8；(3)脱胶后，将400L亚麻脱胶液经与脱胶槽耦联的另一个微滤装置过滤除去杂菌后，得到的滤液经管道直接送入上述发酵罐作为营养物，并补充100L新鲜的灭过菌的二号培养基，供菌体生长和继续发酵产酶3h。(4)重复进行上述步骤2次，完成第一批次亚麻粗纱生物脱胶。 [0040] 取出已脱胶的亚麻粗纱，再将新一批未脱胶的亚麻粗纱浸入原脱胶槽中，重复进行生物脱胶，完成新一批次的亚麻粗纱生物脱胶；待完成2批次的亚麻粗纱生物脱胶后，排空并清洗发酵罐及脱胶槽系统，重复开始新一轮的发酵及生物脱胶过程。 [0041] 生物脱胶完成后，水洗、烘干并检测相关指标，脱胶后的亚麻粗纱束纤维断裂强度为5.03±0.57cN/dtex，残胶率为2.1±0.21％，纤维得率为83.2±2.4％。 [0042] 实施例2 [0043] S1、脱胶菌种活化培养步骤：将保存在-80℃冰箱的芽孢杆菌Bacillus sp.HG-28的EP管移至室温下保持5min，然后将菌液按1％的接种量接种到装有20ml一号培养基的100ml锥形瓶中，在34℃的温度下，保持170r/min的转速，于摇床上培养5h，得到菌液A；将菌液A按4％接种量接种到装有300ml一号培养基的的1L锥形瓶中，在35℃的温度下，保持 170r/min的转速，于摇床上培养6h，得到菌液B；一号培养基配方是：单位体积的水中混合有 10g/L的蛋白胨、5g/L的酵母浸粉与10g/L的NaCl，并调节初始pH值为7.2。 [0044] S2、种子液扩大培养步骤：将菌液B即种子液按4％的接种量接种到装有事先灭过菌的35L一号培养基的50L发酵罐中，于35℃，pH 7.2，120r/min转速和2m3/h通气量的条件下培养5h，得到菌液C。 [0045] S3、发酵产酶：将菌液C即种子菌液按5％的接种量接种到装有事先灭过菌的800L二号培养基的1吨发酵罐中，于35℃，pH7.2，80r/min和6m3/h通气量的条件下培养6h，得到发酵液D。其中，二号培养基的配方是：10g/L的黄豆粕粉、10g/L的麸皮、35g/L的亚麻韧皮粉、2.5g/L的NaCl、0.05g/L的K2HPO4、0.05g/L的(NH4)2SO4，调节初始pH值为7.2。 [0046] S4、生物脱胶：(1)将发酵液D即脱胶菌液经与发酵罐耦联的微滤装置过滤，分别得到含粗酶的清液和浓缩的菌液，浓缩的菌液经管道直接返回到发酵罐中，并补充新鲜的灭过菌的二号培养基至800L，继续发酵产酶4.5h；(2)然后将上述过滤得到的含脱胶酶的清液经管道送入事先装有水浸泡的亚麻粗纱的开放式脱胶槽中进行脱胶4.5h，使得含粗酶的清液和水的体积比为1:5.(3)脱胶后，将600L亚麻脱胶液经与脱胶槽耦联的另一个微滤装置过滤除去杂菌后，得到的滤液经管道直接送入上述发酵罐作为营养物，并补充200L新鲜的灭过菌的二号培养基，供菌体生长和继续发酵产酶4.5h。(4)重复进行上述步骤3次，完成第一批次亚麻粗纱生物脱胶。 [0047] 取出脱胶的亚麻粗纱，再将新一批未脱胶的亚麻粗纱浸入原脱胶槽中，重复进行生物脱胶，完成新一批次的亚麻粗纱生物脱胶；待完成5批次的亚麻粗纱生物脱胶后，排空并清洗发酵罐及脱胶槽系统，重复开始新一轮的发酵及生物脱胶过程。 [0048] 生物脱胶完成后，水洗、烘干并检测相关指标，脱胶后的亚麻纱束纤维断裂强度为5.25±0.48cN/dtex，残胶率为1.9±0.26％，纤维得率为85.7±3.1％。 [0049] 实施例3 [0050] S1、脱胶菌种活化培养步骤：将保存在-80℃冰箱的芽孢杆菌Bacillus sp.HG-28的EP管移至室温下保持5min，然后将菌液按1％的接种量接种到装有20ml一号培养基的100ml锥形瓶中，在37℃的温度下，保持180r/min的转速，于摇床上培养6h，得到菌液A；将菌液A按5％接种量接种到装有400ml一号培养基的的1L锥形瓶中，在38℃的温度下，保持 200r/min的转速，于摇床上培养4h，得到菌液B；一号培养基配方是：单位体积的水中混和有 10g/L的蛋白胨、5g/L的酵母浸粉与10g/L的NaCl，并调节初始pH值为7.5。 [0051] S2、种子液扩大培养步骤：将菌液B即种子液按5％的接种量接种到装有事先灭过菌的35L一号培养基的50L发酵罐中，于38℃，pH 7.5，150r/min转速和3m3/h通气量的条件下培养6h，得到菌液C。 [0052] S3、发酵产酶：将菌液C即种子菌液按8％的接种量接种到装有事先灭过菌的600L二号培养基的1吨发酵罐中，于38℃，pH 7.5，100r/min和8m3/h通气量的条件下培养8h，得到发酵液D。其中，二号培养基的配方是：20g/L的黄豆粕粉、20g/L的麸皮、15g/L的亚麻韧皮粉、5g/L的NaCl、0.1g/L的K2HPO4、0.1g/L的(NH4)2SO4，调节初始pH值为7.7。 [0053] S4、生物脱胶：(2)将发酵液D即脱胶菌液经与发酵罐耦联的微滤装置过滤，分别得到含粗酶的清液和浓缩的菌液，浓缩的菌液经管道直接返回到发酵罐中，并补充新鲜的灭过菌的二号培养基至600L，继续发酵产酶6h；(2)然后将上述过滤得到的清液经管道送入事先装有水浸泡的亚麻粗纱的开放式脱胶槽中进行脱胶6h，使得含粗酶的清液和水的体积比为1:7；(3)脱胶后，将450L亚麻脱胶液经与脱胶槽耦联的另一个微滤装置过滤除去杂菌后，得到的滤液经管道直接送入上述发酵罐作为营养物，并补充150L新鲜的灭过菌的二号培养基，供菌体生长和继续发酵产酶6h；(4)重复进行上述步骤4次，完成第一批次亚麻粗纱生物脱胶。 [0054] 取出脱胶的亚麻粗纱，再将新一批未脱胶的亚麻粗纱浸入原脱胶槽中，重复进行生物脱胶，完成新一批次的亚麻粗纱生物脱胶；待完成8批次的亚麻粗纱生物脱胶后，排空并清洗发酵罐及脱胶槽系统，重复开始新一轮的发酵及生物脱胶过程。 [0055] 生物脱胶完成后，水洗、烘干并检测相关指标，脱胶后的亚麻纱束纤维断裂强度为5.14±0.33cN/dtex，残胶率为2.0±0.21％，纤维得率为82.4±2.6％。 [0056] 实施例4 [0057] S1、脱胶菌种活化培养步骤：将保存在-80℃冰箱的芽孢杆菌Bacillus sp.HG-28的EP管移至室温下保持10min，然后将菌液按2％的接种量接种到装有30ml一号培养基的100ml锥形瓶中，在35℃的温度下、保持180r/min的转速，于摇床上培养4h，得到菌液A；将菌液A按3％接种量接种到装有300ml一号培养基的的1L锥形瓶中，在36℃的温度下，保持 170r/min的转速，于摇床上培养5h，得到菌液B；一号培养基配方是：单位体积的水中混和有 10g/L的蛋白胨、5g/L的酵母浸粉与10g/L的NaCl，并调节初始pH值为7.4。 [0058] S2、种子液扩大培养步骤：将菌液B即种子液按2.5％的接种量接种到装有事先灭过菌的35L一号培养基的50L发酵罐中，于36℃，pH 7.4，130r/min转速和2.5m3/h通气量的条件下培养4h，得到菌液C。 [0059] S3、发酵产酶：将菌液C即种子菌液按6％的接种量接种到装有灭过菌的700L二号培养基的1吨发酵罐中，于36℃，pH7.4，80r/min和5m3/h通气量的条件下培养5h，得到发酵液D。其中，二号培养基的配方是：15g/L的黄豆粕粉、15g/L的麸皮、30g/L亚麻韧皮粉、4g/L的NaCl、0.08g/L的K2HPO4、0.08g/L的(NH4)2SO4，并添加20kg的亚麻粉，调节初始pH值为7.4。 [0060] S4、生物脱胶：(1)将发酵液D即脱胶菌液经与发酵罐耦联的微滤装置过滤，分别得到含粗酶的清液和浓缩的菌液，浓缩的菌液经管道直接返回到发酵罐中，并补充新鲜的灭过菌的二号培养基至700L，继续发酵产酶4h；(2)然后将上述过滤得到的清液通过管道送入事先装有水浸泡的亚麻粗纱的开放式脱胶槽中进行脱胶4h，使得含粗酶的清液和水的体积比为1:6；(3)脱胶后，将550L亚麻脱胶液经与脱胶槽耦联的另一个微滤装置过滤除去杂菌后，得到的滤液经管道直接送入上述发酵罐作为营养物，并补充150L新鲜的灭过菌的二号培养基，供菌体生长和继续发酵产酶4h。(4)重复进行上述步骤3次，完成第一批次亚麻粗纱生物脱胶。 [0061] 取出脱胶的亚麻粗纱，再将新一批未脱胶的亚麻粗纱浸入原脱胶槽中，重复进行生物脱胶，完成新一批次的亚麻粗纱生物脱胶；待完成5批次的亚麻粗纱生物脱胶后，排空并清洗发酵罐及脱胶槽系统，重复开始新一轮的发酵及生物脱胶过程。 [0062] 生物脱胶完成后，水洗、烘干并检测相关指标，脱胶后的亚麻粗纱束纤维断裂强度为5.13±0.49cN/dtex，残胶率为2.0±0.41％，纤维得率为83.9±3.4％。 [0063] 实施例5 [0064] S1、脱胶菌种活化培养步骤：将保存在-80℃冰箱的芽孢杆菌Bacillus sp.HG-28的EP管移至室温下保持10min，然后将菌液按2％的接种量接种到装有20ml一号培养基的100ml锥形瓶中，在37℃的温度下，保持180r/min的转速，于摇床上培养6h，得到菌液A；将菌液A按5％接种量接种到装有350ml一号培养基的的1L锥形瓶中，在37℃的温度下，保持 180r/min的转速，于摇床上培养6h，得到菌液B；一号培养基配方是：单位体积的水中混和有 10g/L的蛋白胨、5g/L的酵母浸粉与10g/L的NaCl，并调节初始pH值为7.0。 [0065] S2、种子液扩大培养步骤：将菌液B即种子液按5％的接种量接种到装有事先灭过菌的35L一号培养基的50L发酵罐中，于37℃，pH 7.0，140r/min转速和2m3/h通气量的条件下培养6h，得到菌液C。 [0066] S3、发酵产酶：将菌液C即种子菌液按6％的接种量接种到盛放有灭过菌的650L二号培养基的1吨发酵罐中，于37℃，pH7.0，80r/min和6m3/h通气量的条件下培养6h，得到发酵液D。其中，二号培养基的配方是：15g/L的黄豆粕粉、10g/L的麸皮、50g/L的亚麻韧皮粉、2.5g/L的NaCl、0.1g/L的K2HPO4、0.05g/L的(NH4)2SO4，调节初始pH值为7.0。 [0067] S4、生物脱胶：(1)将发酵液D即脱胶菌液经与发酵罐耦联的微滤装置过滤，分别得到含粗酶的清液和浓缩的菌液，浓缩的菌液经管道直接返回到发酵罐中，并补充新鲜的灭过菌的二号培养基至650L继续发酵产酶5h；(2)然后将上述过滤得到的清液经管道送入事先装有水浸泡的亚麻粗纱的开放式脱胶槽中进行脱胶4h，使得含粗酶的清液和水的体积比为1:6；(3)脱胶后，将500L亚麻脱胶液经与脱胶槽耦联的另一个微滤装置过滤除去杂菌后，得到的滤液送入上述发酵罐作为营养物，并补充150L新鲜的灭过菌的二号培养基，供菌体生长和继续发酵产酶5h。(4)重复进行上述步骤3次，完成第一批次亚麻粗纱生物脱胶。 [0068] 取出脱胶的亚麻粗纱，再将新一批未脱胶的亚麻粗纱浸入原脱胶槽中，重复进行生物脱胶，完成新一批次的亚麻粗纱生物脱胶；待完成4批次的亚麻粗纱生物脱胶后，排空并清洗发酵罐及脱胶槽系统，重复开始新一轮的发酵及生物脱胶过程。 [0069] 生物脱胶完成后，水洗、烘干并检测相关指标，脱胶后的亚麻纱束纤维断裂强度为5.36±0.27cN/dtex，残胶率为2.0±0.14％，纤维得率为86.3±2.3％。 [0070] 按照实施例2所述条件进行亚麻粗纱生物脱胶的工业化生产应用，将脱完胶的亚麻粗纱进行纺纱生产，生产的亚麻纱线单纱断裂强度为27.4±0.39cN/tex，百米重量变异系数为3.5±0.17％，单纱断裂强力变异系数为18.4±0.91％，百米重量偏差为3.2±0.13％；按照实施例5所述条件进行亚麻粗纱生物脱胶的工业化生产应用，将脱胶后的亚麻粗纱进行纺纱生产， [0071] 所生产的亚麻纱线单纱断裂强度为28.1±0.43cN/tex，百米重量变异系数为3.4±0.19％，单纱断裂强力变异系数为17.6±0.63％，百米重量偏差为3.2±0.22％，所述方法生产的亚麻纱均超过国家优等品标准(FZ32001-2009)，如表1所示。 [0072] 表1 本发明生产的亚麻纱和纺织行业亚麻纱优等品标准比较 [0073] [0074] 从以上实施例可以看出，通过本发明方法对亚麻粗纱进行生物脱胶后粗纱中的纤维束分裂成较细的纤维，从而提高了纤维的分裂度和可纺性，生产出的亚麻纱线分支高、强度大、品质好，超过国家优等品标准。 |
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